3S技术与数字地球的应用
2009年02月19日 22:37:59 来源:教师Office 访问量：1273次
谈数字地球中的3S技术与数字地球的应用
——让我们走近数字地球
人们都说农业社会是资源经济，谁拥有资源（自然资源，人力资源等）谁就主宰世界。在工业社会，谁拥有资本谁就主宰社会。到了下世纪人类将进入信息社会，谁拥有信息谁就主宰世界，称之为知识经济。
一、什么是数字地球
什么是“数字地球”呢？所谓“数字地球”，可以理解为对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识。其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会活动等方面的问题，是大限度地利用资源，并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们所想了解的有关地球的信息，基特点是嵌入海量地理数据，实现多分辨率、三维对地球的描述，即“虚拟地球”。
严格地讲，数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活质量。
二、数字地球的技术基础
数字地球需要诸多学科，特别是信息科学技术的支撑。这其中主要包括：信息高速公路和计算机宽带高速网络技术、高分辨率卫星影像，空间信息技术、大容量数据处理与存贮技术、科学计算以及可视化和虚拟现实技术。
三、数字地球中的3S技术
数字地球的核心是地球空间信息科学，地球空间信息科学的技术体系中最基础和基本的技术核心是3S技术及其集成。所谓3S是全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和遥感（RS）的统称。没有3S技术的发展，现实变化中的地球是不可能以数字的方式进入计算机网络系统的。
1、空间定位（GPS）技术
GPS作为一种全新的现代定位方法，已逐渐在越来越多的领域取代了常规光学和电子仪器。尤其是90年代以来，GPS卫星定位和导航技术与现代通信技术相结合，在空间定位技术方面引起了革命性的变化。用GPS同时测定三维坐标的方法将测绘定位技术从陆地和近海扩展到整个海洋和外层空间，从静态扩展到动态，从单点定位扩展到局部与广域差分，从事后处理扩展到实时（准实时）定位与导航，绝对和相对精度扩展到米级、厘米级乃至亚毫米级，从而大大拓宽它的应用范围和在各行各业中的作用。不久的将来，人人可以戴上GPS手表，加上移动电话，你的活动就可以自动进入数字地球中去。
2、航空航天遥感（RS）技术
当代遥感的发展主要表现在它的多传感器、高分辨率和多时相特征。
3、地理信息系统（GIS）技术
随着“数字地球”这一概念的提出和人们对它的认识的不断加深，从二维向多维动态以及网络方向发展是地理信息系统发展的主要方向，也是地理信息系统理论发展和诸多领域的迫切需要如资源、环境、城市等。在技术发展方面，一个发展是基于Cient/Server结构，即用户可在其终端上调用在服务器上的数据和程序。另一个发展是通过互联网网络发展InternetGIS或Web-GIS，可以实现远程寻找所需要的各种地理空间数据。
四、数字地球的应用
在人类所接触到的信息中有80%与地理位置和空间分布有关，地球空间信息是信息高速公路上的货和车。数字地球不仅包括高分辨率的地球卫星图像，还包括数字地图，以及经济、社会和人口等方面的信息，它的应用正如戈尔副总统在报告中提到的有时会因为我们的想象力而受到限制。
1、数字地球对全球变化与社会可持续发展的作用
全球化与社会可持续发展已成为当今世界人们关注的重要问题。数字地球可以广泛地应用于对全球气候变化，海平面变化，荒漠化，生态与环境变化，土地利用变化的监测。与此同时，利用数字地球，还可以对社会可持续发展的许多问题进行综合分析与预测，如自然资源与经济发展，人口增长与社会发展，灾害预测与防御等。
2、数字地球对社会经济和生活的影响
例如国家基础设施建设的规划，全国铁路、交通运输的规划，城市发展的规划，海岸带开发，西部开发。从贴近人们的生活看，游游公司可以将酒店、旅游景点，包括它们的风景照片和录象放入这个公用的数字地球上；甚至商店也可以将货架上的商店制作成多媒体或虚拟产品放入数字地球中，让用户任意挑选。因此，数字地球进程的推进必将对社会经济发展与人民生活产生巨大的影响。
3、数字地球与精细农业
下一世纪农业要走节约化的道路，实现节水农业、优质高产无污染农业。这就要依托数字地球，每隔3-5天给农民送去他们的庄稼地的高分辨率卫星影像，农民在计算机网络终端上可以从影像图中获得他的农田的长势征兆，通过GIS作分析，制定出行动计划，然后在车载GPS和电子地图指引下，实施农田作业，及时地预防病虫害，把杀虫剂、化肥和水用到必须用的地方，而不会使化学残留物污染土地、粮食和种子，实现真正的绿色农业。
4、数字地球与智能化交通
智能运输系统是基于数字地球建立国家和省市、自治区的路面管理系统、桥梁管理系统、交通阻塞、交通安全以及高速公路监控系统，并将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整个地面运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统，实现运输工具在道路上的运行功能智能化。
5、数字地球与Cybercity
数字地球服务于城市规划、市政管理、城市环境、城市通讯与交通、公安消防、发展和提高市民的生活质量等。
6、数字地球为专家服务
数字地球是用数字方式为研究地球及其环境的科学家尤其是地学家服务的重要手段。地壳运动、地质现象、地震预报、气象预报、土地动态监刺、资源调查、灾害预测和防治、环境保护等等无不需要利用数字地球。而且数据的不断积累，最终将有可能使人类能够更好地认识和了解我们生存和生活的这个星球，运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多时空和多种类的三维描述将不再是幻想。
7、数字地球与现代化战争
在现代化战争和国防建设中，数字地球具有十分重大意义。建立服务于战争、战术和战役的各种军事地理信息系统，并运用虚拟现实技术建立数字化战场，这是数字地球在国防建设中的应用。这其中包括了地形地貌侦察、军事目标跟踪监视、飞行器定位、导航、武器制导、打击效果侦察、战场仿真、作战指挥等等方面，对空间信息的采集、处理、更新提出了极高的要求。
总之，随着3S技术及相关技术的发展，数字地球将对社会生活的各个方面产生巨大的影响。其中有些影响我们可以想象，有些影响也许我们今日还无法想象。
人们都说农业社会是资源经济，谁拥有资源（自然资源，人力资源等）谁就主宰世界。在工业社会，谁拥有资本谁就主宰社会。到了下世纪人类将进入信息社会，谁拥有信息谁就主宰世界，称之为知识经济。
一、什么是数字地球
什么是“数字地球”呢？所谓“数字地球”，可以理解为对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识。其核心思想是用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会活动等方面的问题，是大限度地利用资源，并使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们所想了解的有关地球的信息，基特点是嵌入海量地理数据，实现多分辨率、三维对地球的描述，即“虚拟地球”。
严格地讲，数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础，以宽带网络为纽带，运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述，并利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活质量。
二、数字地球的技术基础
数字地球需要诸多学科，特别是信息科学技术的支撑。这其中主要包括：信息高速公路和计算机宽带高速网络技术、高分辨率卫星影像，空间信息技术、大容量数据处理与存贮技术、科学计算以及可视化和虚拟现实技术。
三、数字地球中的3S
数字地球的核心是地球空间信息科学，地球空间信息科学的技术体系中最基础和基本的技术核心是3S
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GPS
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当代遥感的发展主要表现在它的多传感器、高分辨率和多时相特征。
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随着“数字地球”这一概念的提出和人们对它的认识的不断加深，从二维向多维动态以及网络方向发展是地理信息系统发展的主要方向，也是地理信息系统理论发展和诸多领域的迫切需要如资源、环境、城市等。在技术发展方面，一个发展是基于Cient/Server
四、数字地球的应用
在人类所接触到的信息中有80%
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全球化与社会可持续发展已成为当今世界人们关注的重要问题。数字地球可以广泛地应用于对全球气候变化，海平面变化，荒漠化，生态与环境变化，土地利用变化的监测。与此同时，利用数字地球，还可以对社会可持续发展的许多问题进行综合分析与预测，如自然资源与经济发展，人口增长与社会发展，灾害预测与防御等。
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例如国家基础设施建设的规划，全国铁路、交通运输的规划，城市发展的规划，海岸带开发，西部开发。从贴近人们的生活看，游游公司可以将酒店、旅游景点，包括它们的风景照片和录象放入这个公用的数字地球上；甚至商店也可以将货架上的商店制作成多媒体或虚拟产品放入数字地球中，让用户任意挑选。因此，数字地球进程的推进必将对社会经济发展与人民生活产生巨大的影响。
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下一世纪农业要走节约化的道路，实现节水农业、优质高产无污染农业。这就要依托数字地球，每隔3-5
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智能运输系统是基于数字地球建立国家和省市、自治区的路面管理系统、桥梁管理系统、交通阻塞、交通安全以及高速公路监控系统，并将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整个地面运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统，实现运输工具在道路上的运行功能智能化。
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数字地球服务于城市规划、市政管理、城市环境、城市通讯与交通、公安消防、发展和提高市民的生活质量等。
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数字地球是用数字方式为研究地球及其环境的科学家尤其是地学家服务的重要手段。地壳运动、地质现象、地震预报、气象预报、土地动态监刺、资源调查、灾害预测和防治、环境保护等等无不需要利用数字地球。而且数据的不断积累，最终将有可能使人类能够更好地认识和了解我们生存和生活的这个星球，运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多时空和多种类的三维描述将不再是幻想。
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在现代化战争和国防建设中，数字地球具有十分重大意义。建立服务于战争、战术和战役的各种军事地理信息系统，并运用虚拟现实技术建立数字化战场，这是数字地球在国防建设中的应用。这其中包括了地形地貌侦察、军事目标跟踪监视、飞行器定位、导航、武器制导、打击效果侦察、战场仿真、作战指挥等等方面，对空间信息的采集、处理、更新提出了极高的要求。
总之，随着3S
编辑：王丹
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